EP2337539A1 - Wärmepflaster - Google Patents

Wärmepflaster

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EP2337539A1
EP2337539A1 EP09777990A EP09777990A EP2337539A1 EP 2337539 A1 EP2337539 A1 EP 2337539A1 EP 09777990 A EP09777990 A EP 09777990A EP 09777990 A EP09777990 A EP 09777990A EP 2337539 A1 EP2337539 A1 EP 2337539A1
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EP
European Patent Office
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cnt
thermal
heat
paving according
matrix
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EP09777990A
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English (en)
French (fr)
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EP2337539B1 (de
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Karl-Heinz WÖLLER
Dominik Nemec
Harun Erismis
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Beiersdorf AG
Original Assignee
Beiersdorf AG
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
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Publication date
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Publication of EP2337539B1 publication Critical patent/EP2337539B1/de
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    • H05B2214/04—Heating means manufactured by using nanotechnology

Definitions

  • Heat applications for medical or cosmetic treatment of humans and animals have been known since ancient times.
  • the most original forms of application are wipes soaked with warm water to relax facial skin after shaving, warm wraps for colds, fango packs for muscle tensions or hot water bottles filled with hot water for stomach ailments.
  • the two most common basic systems of heat patches are those which release pharmaceutically active substances, an active substance, into the skin and have a physiological action there, eg capsaicinoid-containing products such as Hansaplast® ABC heat patches.
  • the second group of heatplops utilizes exothermic chemical reactions, such as the exothermic oxidation of iron as a purely physical source of heat, which releases the heat to the tissue underlying the patch, eg, Hansaplast® Therapeutic Heat Ped.
  • a disadvantage of patches with an active ingredient for sensation of heat is that a certain amount of time must elapse before an effective amount of the respective active substance has penetrated from the plaster matrix into the skin.
  • the heat sensation differs from user to user, so that thermal plasters of a homogeneously produced batch of a product can be perceived by different users from “not warming” to “much too hot”.
  • thermal plasters of a homogeneously produced batch of a product can be perceived by different users from “not warming” to “much too hot”.
  • body and external factors such as sports, sauna, waterbeds, air-impermeable clothing, enhance the personal warmth.
  • the product is thus only suitable for single use directly after opening the packaging. During use, the products show a fluctuation in the maximum temperature and at the end of the reaction an undifferentiated temperature drop. According to the Japanese Industrial Standard, however, the temperature after 30 min between min. 40 and max. 45 ° C and after 8 hours of use do not fall below 39 0 C.
  • the object of the invention is to provide an alternative to the known heat patches thermal paving, which shows a uniform and controllable by the consumer heat development.
  • the heat development takes place by means of resistance heating elements based on carbon nanotubes (CNTs).
  • CNTs carbon nanotubes
  • a suitably equipped plaster reaches its full heat output within 30 to 180 seconds after switching on, the application of a voltage to the CNT heating element and can then within the limits of ⁇ 2 0 C over the entire Keep application duration constant.
  • the temperature fluctuation is preferably below ⁇ 10 ° C.
  • the heat output of the CNT heating element can be regulated by means of switches or steplessly by means of discrete components or semiconductors.
  • thermocontroller it is possible to regulate the heat output via a preprogrammed, integrated into the pavement or external control, so that, for example, certain temperature profiles are achieved or the heating takes place at intervals.
  • heating elements made of carbon nanotubes (carbon nanotubes -CNT).
  • the walls of the CNT consist only of carbon, with the carbon atoms forming a honeycomb structure with hexagons and three bonding partners each.
  • the diameter of the tubes is usually in the range of 1-50 nm and lengths of several millimeters for individual tubes and up to 20 centimeters for tube bundles have already been achieved.
  • the electrical conductivity within the tube is metallic or semiconducting;
  • Carbon tubes are also known which are superconducting at low temperatures.
  • CNTs are made of pure carbon whose individual C atoms are arranged in a grid-shaped tube. These tube structures can be open on both sides, open on one side or closed on both sides. Further, the CNTs may be selected from single-wall, double-walled, multi-walled, functionalized CNTs or CNT bundles, and mixtures thereof. Preference according to the invention is given to multi-walled CNTs.
  • CNTs are excellent electrical conductors and heat conductors.
  • CNTs have a comparable cross-section about a 1000-fold current carrying capacity over copper.
  • the thermal conductivity at room temperature of CNT is about twice that of the diamond and is about 15 times the thermal conductivity of the copper.
  • CNTs are commercially available, for example, under the name Millenium-Tube or Millennium-Fiber from the company carbon-NT & F 21, Eisenstadt, Austria.
  • Another supplier of CNTs is CNT CO., LTD (Korea), which sells CNT under the name "C-Tube”.
  • pulverulent or dispersed, in particular suspended, CNT are brought into a two-dimensional application form as a composite.
  • the CNTs may be applied as a thin layer to a substrate and physically bonded thereto, e.g. as a "varnish application,” or by mixing processes are homogeneously incorporated into a matrix system, e.g., as a CNT polymer matrix.
  • CNTs may form into a grid structure similar to the structure of an embedded nonwoven web in which the individual CNTs touch.
  • a voltage drop occurs due to the contact resistances which occur at the contact points of the CNT, and thus a development of heat.
  • a heat paving according to the invention can not only be very thin, but also very flexible. This allows a high freedom of forming the CNT thermal paving both in the manufacturing as well as in the application form.
  • This deagglomeration can be carried out via pretreatment of a CNT dispersion, for example via ultrasound treatment by means of a sonotrode.
  • a CNT dispersion for example via ultrasound treatment by means of a sonotrode.
  • the CNT agglomerates break apart into individual CNTs.
  • the treatment conditions must be chosen very carefully, depending on the CNT used, since an excessive ultrasound exposure can lead to a shortening of the individual tubes.
  • impurities such as amorphous carbon, catalyst residues, etc. are removed from the pretreated sonotized CNT dispersion. Since these impurities usually have a higher density than CNT primary particles, they can easily be centrifuged off. The supernatant deagglomerated and purified CNT dispersion can then be used directly for the preparation of inventive CNT composites.
  • CNT dispersions are preferably suspensions of solid CNT in a liquid matrix.
  • the proportion of CNT in the finished composite usually ranges from 1 to 15% by weight, based on the total mass of the composite.
  • Such matrices can prevent moisture build-up under the thermal paving and thus lack of adhesion or local overheating effects due to condensation.
  • liquid silicones so-called liquid silicone rubbers (LSR), as are commercially available, for example. used by the company BAYER AG or DOW.
  • LSR liquid silicone rubbers
  • the deagglomerated and purified CNT are homogeneously mixed by means of mixing systems with one or both LSR components, if necessary the dispersant of CNT Deagglomerisation removed and the CNT / silicone mixture by injection molding, extrusion, casting, pressing or other silicone processing in the desired shape for the final product and then polymerized to a solid product.
  • the type of crosslinking of the silicones used is insignificant for the end product, as is the molecular fine structure of the silicones or other additives which can be selected according to the application properties of the final heat plaster.
  • the final form of the CNT-containing composite can be produced by casting, spraying, injection molding, extrusion, compression molding, etc.
  • the layer thicknesses of such CNT / silicone composites can be up to several millimeters. However, thicknesses between 100 .mu.m and 2500 .mu.m are preferred, since they have excellent flexibility and breaking strength.
  • thermal patches can also be produced by applying CNT-containing paints or coatings to substrates (support materials).
  • the paints or paints can be based on water or solvent.
  • the CNT content may be well below 1 wt .-%, based on the total mass of the paint, which greatly facilitates the production of thin homogeneous CNT layers.
  • the CNT concentration is again high enough to form enough CNT-CNT contacts and thus show a heat development when applying a voltage.
  • General processing can be done with the technologies commonly used in paints and inks, e.g. spray, print, spread or dip with subsequent drying process and / or crosslinking process in reaction coatings.
  • CNT-containing paints very low functional layer thicknesses of about 10 ⁇ m to 100 ⁇ m can be achieved.
  • Bucky Papers This is a material form consisting only of pure CNT. Another form may consist of a mixture of CNT and paper fibers which are placed in a paper form.
  • the matrix in which the CNT is embedded is the adhesive layer of the patch itself. Due to the chemical inertness of the CNT, the molecular basic structure of the adhesive matrix is insignificant. It is possible to use both polar and nonpolar, solvent-borne and solvent-free hot melt pressure-sensitive adhesives as well as aqueous gel matrices (cataplasms).
  • the CNT composites described above are provided with electrical contact points at least at two points that are not directly adjacent.
  • electrical contact points at least at two points that are not directly adjacent.
  • Advantageous are two on opposite sides or directly in the CNT layer integrated electrical conductor tracks. These tracks can be made of metal foils, metal wires, electrically conductive paint or other electrically conductive materials and make the connection point of the CNT to the power source.
  • the current source for a thermal paving according to the invention is correspondingly connected via further conductors such as copper cable with these contact points, wherein the current flow can be interrupted or activated via a switch.
  • pre-selectable temperatures or temperature profiles can be set by additional control options, such as programmable logic controllers (PLC).
  • PLC programmable logic controllers
  • Thermal patches according to the invention are supplied via a current source which deliver a maximum voltage of 48 V, in particular between 3 and 12 V.
  • the heat patches according to the invention are well below the range of electrically active patches with piezo elements that require a charging voltage of 100 V to 3000 V.
  • those based on inventive CNT heat patches are thus significantly more electrically safe for the user.
  • Button batteries are preferred, particularly preferably flexible flat batteries or rechargeable batteries, since these are due to their low Easily integrate dimensions into the thermal plaster.
  • energy sources in the form of solar cells are possible.
  • connections to the power sources of mobile phones, cars and motorcycles may also be provided.
  • the CNT, the conductor tracks and the energy source are integrated in an adhesive matrix, wherein the adhesive matrix is covered on one side with a non-adhesive carrier material.
  • all rigid and elastic fabrics of synthetic and natural raw materials can be used as carrier materials.
  • support materials that can be used so that they meet the properties of a functional association.
  • textiles such as woven fabrics, knitted fabrics, fabrics, nonwovens, laminates, nets, films, foams and papers are listed.
  • these materials can be pre- or post-treated.
  • Common pretreatments are corona treatment and hydrophobing;
  • Common aftertreatments include calendering, tempering, laminating, stamping and covering.
  • polymer films, nonwovens, woven fabrics and combinations thereof are used as the carrier material.
  • support materials u.a. Polymers such as polyethylene, polypropylene and polyurethane or natural fibers to choose from.
  • metallocene polyethylene nonwoven fabric As a carrier material, it is particularly preferable to use a metallocene polyethylene nonwoven fabric as a carrier material.
  • metallocene polyethylene nonwoven fabrics preferably have the following properties:
  • nonwovens which are known as support materials and which have been mechanically consolidated, namely by overmilling with separate threads or by intermeshing.
  • the nonwoven-Faden-Nähgewirke arise.
  • a nonwoven fabric is presented, which may be, for example, cross-paneled and sewn by means of separate threads in fringe or tricot.
  • a cross-paneled nonwoven fabric is likewise preferably introduced. During the Hardening process draws needles from the fleece itself fibers out and form them into stitches, resulting in fringe seams.
  • the carrier material is permeable to water vapor in order to be able to derive excessive sweating of the skin during use.
  • This cover film can consist of all commonly used for the purpose materials and the adhesive matrix uniformly over the entire surface or for better removability from two or more, possibly overlapping identical or different materials.
  • the CNT layer is not integrated in the adhesive matrix, but incorporated as a separate layer between the adhesive matrix and the carrier material.
  • an additional barrier layer of a CNT-impermeable material can be incorporated between the individual layers. This CNT impermeable material can also enclose the CNT composite in total bag form.
  • thermoelectric layer e.g. a metal foil to incorporate.
  • the size and external shape of a CNT thermal patch according to the invention is arbitrary and can be adapted to the respective indication.
  • a CNT thermal patch according to the invention is rather large rectangular shapes choose, for anti-wrinkle treatment or targeted release of cosmetic or dermatological agents rather small, the field of application preformed geometries.
  • CNT thermal patches according to the invention can also be used in combination with active ingredient-containing matrices, the heat leading to an improvement in skin penetration.
  • the cosmetic, medical, or dermatological active ingredients are incorporated into the skin-facing adhesive matrix as, for example, a monolithic system.
  • the mechanism of action of patches for the administration of nourishing, cosmetic or pharmaceutical substances into the skin is subject to an analogous functional principle such as Transdermal Therapeutic Systems (TTS).
  • TTS Transdermal Therapeutic Systems
  • Transdermal Therapeutic Systems for delivering drugs into or through the skin have been known for a long time and are paving, especially drug-doped systems.
  • the time-dependent release of the substance, for example the drug, from a TTS takes place as a function of its distribution coefficient TTS / skin and its diffusion in the area of the TTS and the skin.
  • the mobility of all matrix particles can be increased, if necessary, solid active ingredients can be liquefied in use. This allows the diffusion and penetration of larger amounts of active ingredient per unit of time.
  • the active ingredients in a reservoir system can be present in a saturated state in a monolithic matrix system.
  • the active ingredients are particularly advantageously incorporated in a solid gel structure, for example in a gelatin gel, which is located as a separate layer between the skin-facing adhesive matrix and the CNT-containing layer.
  • the gel structure softens or liquefies and the previously firmly bound active ingredient can freely diffuse through the adhesive matrix into the skin.
  • hydrophilic and lipophilic gel structures can be used.
  • Pharmaceutically or dermatologically active substances may be added to the adhesive matrix of a heat pad according to the invention preferably up to 40% by weight, especially from 0.1 to 25% by weight, very particularly from 0.5 to 10% by weight.
  • One or more skin-care and / or cosmetic active substances from the group of lipophilic additives, in particular from the following group, are advantageous according to the invention:
  • vitamins for example ascorbic acid and its derivatives
  • vitamins of the B and D series very favorably vitamin B
  • the additive or additives are furthermore particularly advantageously selected from the group of NO synthase inhibitors, in particular when the preparations according to the invention are used for the treatment and prophylaxis of the symptoms of intrinsic and / or extrinsic skin aging and for the treatment and prophylaxis of the harmful effects of ultraviolet radiation on the skin should serve.
  • Particularly preferred NO synthase inhibitor is nitroarginine.
  • the one or more additives are selected from the group comprising catechins and bile acid esters of catechins and aqueous or organic extracts of plants or parts of plants which have a content of catechins or bile acid esters of catechins, such as the leaves of the plant family Theaceae, in particular Species Camellia sinensis, green tea.
  • these extracts contain additional beneficial ingredients such as polyphenols or catechins, caffeine, vitamins, sugars, minerals, amino acids, lipids.
  • Catechins represent a group of compounds which are to be regarded as hydrogenated flavones or anthocyanidins and derivatives of "catechin” (catechol, 3, 3 ', 4 ", 5,7-flavanpentaol, 2- (3,4-dihydroxyphenyl) -chroman -3,5,7-triol). Also epicatechin ((2R, 3R) -3,3 ', 4 1 , 5,7-flavanpentaol) is an advantageous additive in the context of the present invention.
  • Preferred additives are also polyphenols or catechins from the group (-) - catechin, (+) - catechin, (-) - catechin gallate, (-) - gallocatechin gallate, (+) - Epicatechin, (-) - epicatechin, (-) - epicatechin gallate, (-) - epigallocatechin, (-) - epigallocatechin gallate.
  • a CNT heat patch according to the invention is designed so that the active substance-containing adhesive matrix can be removed manually if necessary and replaced by a new active substance-containing adhesive matrix, for. B. because all drug was released from the adhesive matrix.
  • the energy source can be replaced manually during continuous use.
  • the CNT thermal patch may remain on the user's body for several days to weeks without mechanical skin irritation by removal and reapplication.
  • FIG. 1 shows schematically a thermal paving according to the invention comprising a carrier material (1), a CNT-containing matrix layer (2).
  • the matrix layer (2) has on two opposite sides in each case a conductor track (6) which has the electrical connecting points (6.1) for connection to a current source. About this, the patch with the help of cables and possibly switches (5) or control device with a power source (4) can be connected.
  • the matrix layer (2) is covered by an adhesive layer (3).

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Abstract

Wärmeanwendungen zur medizinischen oder kosmetischen Behandlung von Mensch und Tier sind seit der Antike bekannt. Die ursprünglichsten Anwendungsformen sind mit warmen Wasser getränkte Tücher zur Entspannung von Gesichtshaut nach der Rasur, warme Wickel bei Erkältungserkrankungen; Fangopackungen bei Muskelverspannungen oder mit heißem Wasser gefüllte Wärmflaschen bei Magenbeschwerden. In einem erfindungsgemässen Wärmepflaster erfolgt die Wärmeentwicklung durch Widerstandsheizelemente auf Basis von Kohlenstoff Nanoröhren (Carbon Nanotubes-CNT).

Description

Wärmepflaster
Beschreibung
Wärmeanwendungen zur medizinischen oder kosmetischen Behandlung von Mensch und Tier sind seit der Antike bekannt. Die ursprünglichsten Anwendungsformen sind mit warmen Wasser getränkte Tücher zur Entspannung von Gesichtshaut nach der Rasur, warme Wickel bei Erkältungserkrankungen, Fangopackungen bei Muskelverspannungen oder mit heißem Wasser gefüllte Wärmflaschen bei Magenbeschwerden.
In einer modernen Ausführung kann bei medizinischen Anwendungen am Bewegungsapparat anstatt Letztgenanntem auch ein mit einem wässrigem Gel gefüllter wiederverwendbarer Plastikbeutel, angewendet werden, z.B. Hansaplast® Hot/Cold Pack. Nachteilig an Produkten dieser Art ist, dass die Anwendungsform vorher erwärmt werden muss, z.B. in einem Wasserbad oder in der Mikrowelle und während der Anwendung dann kontinuierlich an Wärme verliert.
Neben vielerlei weiteren Ausprägungsformen und Indikationen der vorgenannten Anwendungen kommen seit Beginn des 20. Jahrhunderts vermehrt selbstklebende Wärmepflaster zum Einsatz. Haupteinsatzgebiete dieser Wärmepflaster sind dabei u.a. Schmerzzustände des Bewegungsapparates, aber auch kosmetische Indikationen wie Narben- oder Cellulitebehandlung.
Die beiden gängigsten Basissysteme von Wärmepflastern sind zum einen solche die pharmazeutisch aktive Substanzen, einen Wirkstoff, in die Haut abgeben und dort physiologisch wirken lassen, z.B. capsaicinoidhaltige Produkte wie z.B. Hansaplast® ABC Wärme-Pflaster. Die zweite Gruppe von Wärmepflastern nutzt exotherme chemische Reaktionen wie zum Beispiel die exotherme Oxidation von Eisen als rein physikalische Wärmequelle, welche die Wärme auf das dem Pflaster unterliegende Gewebe abgibt, z.B. Hansaplast® Therapeutic Heat Päd. Nachteilig bei Pflastern mit einem Wirkstoff zur Wärmeempfindung ist, dass erst eine gewisse Zeit vergehen muss bis eine wirksame Menge des jeweiligen Wirkstoffs aus der Pflastermatrix in die Haut penetriert ist. Auch ist das Wärmeempfinden von Anwender zu Anwender unterschiedlich, so dass Wärmepflaster einer homogen hergestellten Charge eines Produktes von unterschiedlichen Anwendern von „nicht wärmend" bis „viel zu heiss" empfunden werden können. Zusätzlich verstärken eine Vielzahl von körpereigenen und externen Faktoren, wie z.B. Sport, Sauna, Wasserbetten, luftundurchlässige Kleidung, das persönliche Wärmeempfinden.
Ein weiterer Nachteil bei wirkstoffhaltigen Wärmepflastern ist, dass der bereits in die Haut des Anwenders penetrierte Wirkstoff noch geraume Zeit weiter wirkt nachdem das Pflaster entfernt wurde.
Bei Pflastern auf Basis von exothermen chemischen Reaktionen ist zum einen nachteilig, dass diese bis zum erreichen der Solltemperatur eine gewisse Vorlaufzeit benötigen. Gemäß Japanese Industrial Standard „Disposable Body Warmers" darf diese Zeit maximal 30 min bis zum Erreichen von mindestens 40 0C sein.
Ist die chemische Reaktion erst angelaufen, so lässt sie sich nicht mehr stoppen. Das Produkt ist damit nur zum einmaligen Gebrauch direkt nach Öffnen der Verpackung geeignet. Während der Anwendung zeigen die Produkte eine Schwankung in der Maximaltemperatur sowie zum Reaktionsende einen undifferenzierten Temperaturabfall. Gemäß dem Japanese Industrial Standard soll die Temperatur jedoch nach 30 min zwischen min. 40 und max. 45 °C liegen und nach 8 Stunden Anwendungsdauer nicht unter 39 0C fallen.
Aufgabe der Erfindung ist es ein zu den bekannten Wärmepflastern alternatives Wärmepflaster bereitzustellen, welche eine gleichmäßige und vom Verbraucher kontrollierbare Wärmeentwicklung zeigt.
In einem erfindungsgemäßen Wärmepflaster erfolgt die Wärmeentwicklung durch Widerstandsheizelemente auf Basis von Kohlenstoff Nanoröhren (Carbon Nanotubes - CNT). Ein entsprechend ausgerüstetes Pflaster erreicht nach Einschalten, dem Anlegen einer Spannung an das CNT Heizelement, innerhalb von 30 bis 180 Sekunden seine volle Wärmeleistung und kann diese dann in den Grenzen von ± 2 0C über die gesamte Anwendungsdauer konstant halten. Bevorzugt beträgt die Temperaturschwankung unter ± 1 0C.
Von Vorteil ist es, dass, sobald die Spannungsversorguung des CNT-Heizelementes unterbrochen wird, die Wärmeentwicklung endet. Durch die geringe Masse erfolgt eine schnelle Abkühlung.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Wärmeleistung des CNT-Heizelementes mittels Schalter oder stufenlos mittels diskreter Bauelemente oder Halbleitern geregelt werden kann. Am einfachsten erfolgt die Einstellung über zusätzliche Schalter, in Verbindung mit Vorwiderständen, wodurch die Wärmeleistung in 2 oder mehreren Stufen, je nach persönlichem Wohlbefinden, vorgewählt werden kann.
In speziellen Ausführungsformen ist es möglich die Wärmeleistung über eine vorprogrammierte, in das Pflaster integrierte oder externe Steuerung zu regeln, so dass zum Beispiel bestimmte Temperaturprofile erreicht werden oder die Erwärmung in Intervallen erfolgt.
Funktionaler und integraler Bestandteil erfindungsgemäßer Wärmepflaster sind Heizelemente aus Kohlenstoff Nanoröhren (Carbon Nanotubes -CNT).
Die Wände der CNT bestehen wie die der Fullerene oder wie die Ebenen des Graphits nur aus Kohlenstoff, wobei die Kohlenstoffatome eine wabenartige Struktur mit Sechsecken und jeweils drei Bindungspartnern einnehmen. Der Durchmesser der Röhren liegt meist im Bereich von 1-50 nm und Längen von mehreren Millimetern für einzelne Röhren und bis zu 20 Zentimetern für Röhrenbündel wurden bereits erreicht. Je nach Detail der Struktur ist die elektrische Leitfähigkeit innerhalb der Röhre metallisch oder halbleitend; es sind auch Kohlenstoffröhren bekannt, die bei tiefen Temperaturen supraleitend sind. CNT bestehen aus reinem Kohlenstoff dessen einzelne C-Atome zu gitternetzförmigen Röhren angeordnet sind. Diese Röhrenstrukturen können dabei beidseitig offen, einseitig offen oder beidseitig geschlossen sein. Ferner können die CNTs aus Single-Wall, Double- Walled, Multi-Walled, funktionalisierte CNTs oder CNT-Bundles sowie Mischungen daraus ausgewählt werden. Erfindungsgemäß bevorzugt werden Multi-Walled CNTs.
Einzelne CNT sind hervorragende elektrische Leiter und Wärmeleiter. CNT weisen bei vergleichbarem Querschnitt eine ca. 1000-fache Strombelastbarkeit gegenüber Kupfer auf. Die Wärmeleitfähigkeit bei Raumtemperatur von CNT ist etwa doppelt so hoch wie die des Diamanten und beträgt rund das 15-fache der Wärmeleitfähigkeit des Kupfers.
Neben anderen Herstellern werden entsprechende Multi-Walled CNT kommerziell beispielsweise unter den Namen Millenium-Tube oder Millenium-Fiber von der Firma carbon-NT&F 21 , Eisenstadt, Österreich, angeboten. Ein weiterer Anbieter für CNTs ist CNT CO., LTD (Korea), die CNT unter dem Namen „C-Tube" vertreibt.
Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Wärmepflasters werden pulverförmige oder dispergierte, insbesondere suspendierte, CNT als Komposit in eine flächige Anwendungsform gebracht. Die CNT können dabei als dünne Schicht auf ein Substrat aufgetragen und physikalisch damit verbunden werden, z.B. als „Lackauftragung", oder durch Vermischungsprozesse homogen in ein Matrixsystem inkorporiert werden, z.B. als CNT-Polymermatrix.
Die bekannten Herstellverfahren solcher Komposite sind durch die Verwendung von CNT nicht limitiert, es können alle üblicherweise verwendeten Sprühsysteme, Auftragssysteme, Mischer, Kneter, Extruder etc. zur Anwendung kommen.
Wenn in einem solchen Komposit ausreichend viele CNT vorhanden sind, können sich diese zu einer Gitternetzstruktur, ähnlich der Struktur eines eingebetteten Vlieses, ausbilden, in dem sich die einzelne CNT berühren. Bei Stromfluss durch eine solche Gitternetzstruktur entsteht durch die an den Berührungsstellen der CNT untereinander auftretenden Kontaktwiderstände ein Spannungsabfall und damit eine Wärmeentwicklung.
Da hierbei entgegen der üblichen Widerstandsheizungen keinerlei Drahtlitzen benötigt werden, die das System versteifen, kann ein erfindungsgemäßes Wärmepflaster nicht nur sehr dünn, sondern auch sehr flexibel sein. Dies erlaubt eine hohe Formungsfreiheit der CNT Wärmepflaster sowohl in der Herstellungs- wie auch in der Anwendungsform.
Für die Verwendung von CNT in einem erfindungsgemäßen Wärmepflaster ist es von enormer Bedeutung möglichst homogen verteilte einzelne Carbon Nanotubes anstatt der in einem CNT-Pulver üblicherweise vorhandenen größeren CNT-Agglomerate zur Verfügung zu haben.
Diese Deagglomerisation kann über eine Vorbehandlung einer CNT-Dispersion vorgenommen werden, z.B. über die Behandlung per Ultraschall mittels einer Sonotrode. Durch die so erzeugte Kavitation in der Dispersion brechen die CNT Agglomerate zu einzelnen CNT auseinander. Die Behandlungsbedingungen müssen allerdings in Abhängigkeit der verwendeten CNT sehr sorgfältig gewählt werden, da eine zu intensive Ultraschalleinwirkung zu einer Verkürzung der einzelnen Röhren führen kann.
In einem zweiten Aufbereitungsschritt werden der solcherart vorbehandelten sonotrierten CNT-Dispersion noch Verunreinigungen wie amorpher Kohlenstoff, Katalysatorreste etc. entzogen. Da diese Verunreinigungen in der Regel eine höhere Dichte aufweisen als CNT Primärpartikel können diese leicht abzentrifugiert werden. Die überstehende deagglomerisierte und aufgereinigten CNT-Dispersion kann dann direkt zur Herstellung erfindungsgemäßer CNT-Komposite eingesetzt werden.
Bei CNT-Dispersionen handelt es sich vorzugsweise um Suspensionen von festen CNT in einer flüssigen Matrix.
Der Anteil an CNT im fertigen Komposit bewegt sich üblicherweise zwischen 1 bis 15 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmasse des Komposits.
Bevorzugt werden wasserdampfdurchlässige und/oder feuchtigkeitsaufnehmende Matrices eingesetzt. Solcherlei Matrices können Feuchtigkeitsbildung unter dem Wärmepflaster und damit mangelnde Klebkraft oder lokale Überhitzungseffekte durch Schwitzwasser verhindern.
Bevorzugt werden als Matrix Flüssigsilikone, sogenannte Liquid Silicon Rubber (LSR), wie sie handelsüblich z.B. von der Firma BAYER AG oder DOW angeboten werden, verwendet. Dabei handelt es sich um Reaktionsharzsysteme, bei denen eine Vernetzung erst nach der Vermischung von mindestens zwei Komponenten oder durch Bestrahlung startet.
Hierbei werden die deagglomerisierten und gereinigten CNT mittels Mischsystemen mit einer oder beiden LSR-Komponenten homogen vermischt, ggf. das Dispersionsmittel der CNT Deagglomerisation entfernt und die CNT / Silikonmischung durch Spritzguß, Extrusion, Gießformen, Pressen oder andere Silikonverarbeitungsarten in die für das Endprodukt gewünschte Form gebracht und diese dann zu einem festen Produkt auspolymerisiert. Die Vernetzungsart der genutzten Silikone ist dabei für das Endprodukt unerheblich, ebenso wie die molekulare Feinstruktur der Silikone oder sonstige Additive, die je nach den Anwendungseigenschaften des finalen Wärmepflasters ausgewählt werden können.
Die Endform des CNT haltigen Komposites kann dabei durch Giessen, Spritzen, Spritzgiessen, Extrudieren, Formpressen etc. hergestellt werden. Die Schichtdicken solcher CNT/Silikon Komposite können bis zu mehreren Millimetern betragen. Bevorzugt werden jedoch Dicken zwischen 100 μm und 2500 μm, da diese eine hervorragende Flexiblität und Bruchfestigkeit aufweisen.
Erfindungsgemäß können Wärmepflaster auch durch Auftragen von CNT-haltigen Lacken oder Farben auf Substraten (Trägermaterialien) hergestellt werden. Die Lacke oder Farben können dabei wasser- oder lösemittelbasiert sein. Bei der Verarbeitung von Lacken kann der CNT Anteil dabei deutlich unter 1 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des Lacks, liegen, was die Herstellung von dünnen homogenen CNT Schichten stark erleichtert. Nach
Abdunsten des Lösemittels ist die CNT-Konzentration wieder entsprechend hoch um genug CNT-CNT-Kontakte auszubilden und damit eine Wärmeentwicklung beim Anlegen einer Spannung zu zeigen.
Die allgemeine Verarbeitung kann mit den für Lacke und Farben üblichen Technologien erfolgen, z.B. aufsprühen, aufdrucken, ausstreichen oder tauchen mit anschließendem Trocknungsvorgang und/oder Vernetzungsvorgang bei Reaktionslacken. Durch Verarbeitung von CNT-haltigen Lacken können sehr geringe funktionale Schichtdicken von ca. 10 μm bis 100 μm erreicht werden.
Bei beiden vorstehend beschriebenen Herstellungsarten von CNT Gitternetzstrukturen für Wärmepflaster wird ein elektrischer Widerstand von 1 Ohm/sq bis 100 Ohm/sq erreicht.
Ohm pro Square ist ein Vergleichsmaß für den Flächenwiderstand (Rsp = R mal Länge durch Breite der Probe) und läßt einen Vergleich von Einflüssen der Schichtdicken zu.
Eine andere Möglichkeit der Anwendung von CNT Kompositen zur Herstellung von erfindungsgemäßen Wärmepflastern stellen sogenannte Bucky Papers dar. Das ist eine Materialform bestehend nur aus reinen CNT. Eine weitere Form kann aus einem Gemisch aus CNT und Papierfasern bestehen welche in eine Papierform gebracht werden. Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Matrix in die die CNT eingebettet sind die Klebeschicht des Pflasters selbst. Aufgrund der chemischen Inertheit der CNT ist die molekulare Grundstruktur der Klebmatrix dabei unerheblich. Es können sowohl polare als auch unpolare, lösemittelhaltige als auch lösemittelfreie Schmelzhaftkleber als auch wässrige Gelmatrices (Cataplasmen) verwendet werden.
■ Ebenfalls ist es möglich den CNT Klebmatrices alle gängigen Arten von Additiven zur Verbesserung der finalen Produkteigenschaften zuzusetzen.
Zur Stromversorgung eines erfindungsgemäßen Wärmepflasters werden die vorstehend beschriebenen CNT Komposite zumindest an zwei nicht direkt benachbarten Punkten mit elektrischen Kontaktstellen versehen. Vorteilhaft sind zwei an gegenüberliegenden Seiten oder direkt in die CNT-Schicht integrierte elektrische Leiterbahnen. Diese Leiterbahnen können aus Metallfolien, Metalldrähten, elektrisch leitfähigen Lack oder sonstigen elektrisch leitfähigen Materialien bestehen und stellen die Anbindungspunkt der CNT zur Stromquelle her.
Die Stromquelle für ein erfindungsgemäßes Wärmepflaster wird entsprechend über weitere Leiter wie zum Beispiel Kupferkabel mit diesen Kontaktstellen verbunden, wobei der Stromfluss über einen Schalter unterbrochen bzw. aktiviert werden kann.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn durch zusätzliche Steuerungsmöglichkeiten, wie zum Beispiel Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) vorwählbare Temperaturen oder Temperaturprofile eingestellt werden können.
Erfindungsgemäße Wärmepflaster werden über eine Stromquelle versorgt, die eine Spannung von maximal 48 V, insbesondere zwischen 3 bis 12 V liefern. Damit liegen die Erfindungsgemäßen Wärmepflaster deutlich unterhalb des Bereichs von elektrisch aktiven Pflastern mit Piezoelementen, die eine Aufladungsspannung von 100 V bis 3000 V benötigen. Gegenüber den elektrisch aktiven Pflastern mittels Piezoelektrik zur Freisetzung von kosmetischen, dermatologischen oder medizinischen Wirkstoffen sind solche auf Basis erfindungsgemäßer CNT Wärmepflaster somit für den Anwender deutlich elektrisch sicherer.
Als Stromquelle können dabei z.B. handelsübliche Batterien oder wiederaufladbare Akkus oder Steckernetzteile zum Einsatz kommen. Bevorzugt sind Knopfbatterien, besonders bevorzugt flexible Flachbatterien oder- akkus, da diese sich auf Grund ihrer geringen Abmessungen leicht in das Wärmepflaster integrieren lassen. Aber auch Energiequellen in Form von Solarzellen sind möglich. Für Daueranwendungen können auch Anschlüsse an die Stromquellen von Mobiltelefonen, Autos und Motorrädern vorgesehen werden.
In der einfachsten Ausführungsform erfindungsgemäßer Wärmepflaster sind die CNT, die Leiterbahnen und die Energiequelle in eine Klebmatrix integriert, wobei die Klebmatrix einseitig mit einem nichtklebenden Trägermaterial abgedeckt ist.
Erfindungsgemäß lassen sich als Trägermaterialien alle starren und elastischen Flächengebilde aus synthetischen und natürlichen Rohstoffen eignen. Bevorzugt sind Trägermaterialien, die so eingesetzt werden können, dass sie Eigenschaften eines funktionsgerechten Verbandes erfüllen. Beispielhaft sind Textilien wie Gewebe, Gewirke, Gelege, Vliese, Laminate, Netze, Folien, Schäume und Papiere aufgeführt. Weiter können diese Materialien vor- beziehungsweise nachbehandelt werden. Gängige Vorbehandlungen sind Corona-behandeln und Hydrophobieren; geläufige Nachbehandlungen sind Kalandern, Tempern, Kaschieren, Stanzen und Eindecken.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden als Trägermaterial Polymerfolien, Vliese, Gewebe sowie deren Kombinationen eingesetzt. Als Trägermaterialien stehen u.a. Polymere wie Polyethylen, Polypropylen und Polyurethan oder auch Naturfasern zur Auswahl.
Erfindungsgemäß besonders bevorzugt ist es ein metallocen-Polyethylen-Vliesstoff als Trägermaterial zu verwenden. Solcherlei metallocen-Polyethylen-Vliesstoffe weisen vorzugsweise folgende Eigenschaften auf:
- ein Flächengewicht von 40 bis 200 g/m2, insbesondere von 60 bis 120 g/m2, und/oder
- eine Dicke von 0,1 bis 0,6 mm, insbesondere von 0,2 bis 0,5, und/oder
- eine Höchstzugkraft-Dehnung längs von 400 bis 700% und/oder - eine Höchstzugkraft-Dehnung quer von 250 bis 550%.
Auch können als Trägermaterialien bekannte Vliese eingesetzt werden, die mechanisch verfestigt sind, und zwar durch das Übernähen mit separaten Fäden oder durch das Vermaschen. Im ersten Falle ergeben sich die Vlies-Faden-Nähgewirke. Zur Herstellung dieser wird ein Faservlies vorgelegt, das beispielsweise quergetäfelt sein kann und mittels separater Fäden in Fransen- oder Trikotlegung übernäht wird. Bei der zweiten Art der Verfestigung wird ebenfalls vorzugsweise ein quergetäfeltes Vlies vorgelegt. Während des Verfestigungsvorganges ziehen Nadeln aus dem Vlies selbst Fasern heraus und formen sie zu Maschen, wobei in Fransenlegung Nähte entstehen.
Bevorzugt ist das Trägermaterial wasserdampfdurchlässig, um ein zu starkes Schwitzen der Haut während der Anwendung ableiten zu können.
Auf der Haut zugewandten Seite ist es vorteilhaft die CNT-Klebmatrix mit einer Abdeckfolie zum Schutz der klebenden Matrix vor dem Gebrauch versehen. Diese Abdeckfolie kann dabei aus allen für den Einsatzzweck gängigen Materialien bestehen und die Klebmatrix einheitlich ganzflächig oder zur besseren Entfembarkeit aus zwei oder mehreren, ggf. überlappenden identischen oder unterschiedlichen Materialien bestehen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die CNT Schicht nicht in die Klebmatrix integriert, sondern als separate Schicht zwischen der Klebmatrix und dem Trägermaterial eingearbeitet. Zur elektrischen Isolation und um mögliche Migrationen der CNTs in die Klebmatrix oder das Trägermaterial zu verhindern kann zwischen den einzelnen Schichten eine zusätzliche Sperrschicht aus einem CNT undurchlässigen Material eingearbeitet werden. Dieses CNT undurchlässige Material kann dabei das CNT Komposit auch gesamthaft in Beutelform umschließen.
Vorteilhaft ist es auch, zwischen dem CNT Komposit und dem Trägematerial eine wärmeisolierende Schicht, z.B. eine Metallfolie, einzuarbeiten.
Die Größe und äußere Form eines erfindungsgemäßen CNT Wärmepflasters ist beliebig und kann der jeweiligen Indikation angepasst werden. Zur Anwendung bei Erkrankungen des Bewegungsapparates oder zur Behandlung von Cellulite wird man eher großflächig rechteckige Formen wählen, zur Antifaltenbehandlung bzw. gezielten Freisetzung kosmetischer oder dermatologischer Wirkstoffe eher kleine, dem Anwendungsgebiet entsprechend vorgeformte Geometrien.
Zusätzlich zu dem reinen Nutzen als Wärmepflaster können erfindungsgemäße CNT Wärmepflaster auch in der Kombination mit wirkstoffhaltigen Matrices eingesetzt werden wobei die Wärme zur Verbesserung der Hautpenetration führt. Bei dieser Art der Anwendung werden die kosmetischen, medizinischen, oder dermatologischen Wirkstoffe als zum Beispiel monolitisches System in die hautzugewandte Klebmatrix eingearbeitet. Der Wirkmechanismus von Pflastern zur Verabreichung pflegender, kosmetischer oder pharmazeutischer Substanzen in die Haut unterliegt dabei einem analogen Funktionsprinzip wie Transdermale Therapeutische Systeme (TTS).
Transdermal Therapeutische Systeme zur Abgabe von Wirkstoffen in bzw. durch die Haut sind seit langer Zeit bekannt und stellen pflasterartige, insbesondere arzneistoffdotierte Systeme dar.
Die zeitabhängige Freisetzung der Substanz, beispielsweise dem Arzneistoff, aus einem TTS erfolgt in Abhängigkeit ihres Verteilungskoeffizienten TTS/Haut und ihrer Diffusion im Bereich des TTS und der Haut.
Beide Faktoren werden durch die Zusammensetzung der Matrix bestimmt, wodurch die pro Zeiteinheit freigesetzte Menge und die Dauer der Wirksamkeit direkt beeinflusst werden können. Üblicherweise werden hierfür Hydrokolloide, Lösungsvermittler und Enhancer eingesetzt, welche eine verbesserte Löslichkeit und Diffusion sowie einen schnelleren Übergang der Substanz von TTS in die Haut ermöglichen.
Durch Erwärmung der Matrix kann die Beweglichkeit aller Matrixteilchen erhöht werden, ggf. können feste Wirkstoffe bei Anwendung verflüssigt werden. Dadurch wird die Diffusion und Penetration größerer Wirkstoffmengen pro Zeiteinheit ermöglicht.
Durch die Wärmewirkung wird die gesamte Versorgung des Hautareals verbessert, dadurch können Wirkstoffe zusätzlich ggf. tiefer in die zu behandelnden Bereiche eindringen.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform eines wirkstoffhaltigen CNT Wärmepflasters können die Wirkstoffe in einem Reservoirsystem satt in einem monolithischen Matrixsystem vorliegen. Besonders vorteilhaft sind die Wirkstoffe dabei in eine feste Gelstruktur inkorporiert, z.B. in einem Gelatinegel, welches sich als separate Schicht zwischen der hautzugewandten Klebmatrix und der CNT haltigen Schicht befindet. Dies hat die Vorteile, dass das Reservoir eine sehr hohe Konzentration an Wirkstoff enthalten kann ohne die Klebkraft zu beeinflussen, die Lagerstabilität des Wirkstoffs durch eine festere Einbindung in eine Gelstruktur erhöht wird und dabei gegebenfalls Inkompatabilitäten des Wirkstoffs mit der Klebmatrix verhindert werden können, sowie dass die Anwendungs- bzw. Freisetzungsdauer eines wirkstoffhaltigen CNT Wärmepflasters verlängert werden kann. Bei Anwendung und entsprechender Wärmeentwicklung des CNT Pflasters erweicht bzw. verflüssigt sich die Gelstruktur und der ehemals fest eingebundene Wirkstoff kann frei durch die Klebmatrix in die Haut diffundieren. Je nach Wirkstofflöslichkeit können dabei hydrophile wie lipophile Gelstrukturen zur Anwendung kommen.
Pharmazeutisch oder dermatologisch wirksame Substanzen können der Klebmatrix eine erfindungsgemäßen Wärmepflasters vorzugsweise bis zu 40 Gew.-%, besonders zu 0,1 bis 25 Gew.-%, ganz besonders zu 0,5 bis 10 Gew.-% zugesetzt sein.
Typische Wirkstoffe sind - ohne den Anspruch der Vollständigkeit im Rahmen der vorliegenden Erfindung zu erheben:
Erfindungsgemäß vorteilhaft sind ein oder mehrere hautpflegende und/oder kosmetische Wirkstoffe aus der Gruppe der lipophilen Zusatzstoffe, insbesondere aus folgender Gruppe:
Acetylsalicylsäure, Atropin, Azulen, Hydrocortison und dessen Derivaten, zum Beispiel Hy- drocortison-17-valerat, Vitamine, zum Beispiel Ascorbinsäure und deren Derivate, Vitamine der B- und D-Reihe, sehr günstig das Vitamin B1, das Vitamin B12 das Vitamin D1, aber auch Bisabolol, ungesättigte Fettsäuren, namentlich die essentiellen Fettsäuren (oft auch Vitamin F genannt), insbesondere die gamma-Linolensäure, Ölsäure, Eicosapentaensäure, Docosahexaensäure und deren Derivate, Chloramphenicol, Coffein, Prostaglandine, Thy- mol, Campher, Extrakte oder andere Produkte pflanzlicher und tierischer Herkunft, zum Beispiel Nachtkerzenöl, Borretschöl oder Johannisbeerkernöl, Fischöle, Lebertran aber auch Ceramide und ceramidähnliche Verbindungen.
Besonders vorteilhaft werden der oder die Zusatzstoffe ferner gewählt aus der Gruppe der NO-Synthasehemmer, insbesondere wenn die erfindungsgemäßen Zubereitungen zur Behandlung und Prophylaxe der Symptome der intrinsischen und/oder extrinsischen Hautalte- rung sowie zur Behandlung und Prophylaxe der schädlichen Auswirkungen ultravioletter Strahlung auf die Haut dienen sollen. Besonders bevorzugter NO-Synthasehemmer ist das Nitroarginin.
Weiter vorteilhaft werden der oder die Zusatzstoffe gewählt aus der Gruppe, welche Catechine und Gallensäureester von Catechinen und wäßrige beziehungsweise organische Extrakte aus Pflanzen oder Pflanzenteilen umfaßt, die einen Gehalt an Catechinen oder Gallensäureestern von Catechinen aufweisen, wie beispielsweise den Blättern der Pflanzenfamilie Theaceae, insbesondere der Spezies Camellia sinensis, des grünen Tees. Auch enthalten diese Extrakte zusätzliche vorteilhafte Inhaltsstoffe wie zum Beispiel Polyphenole beziehungsweise Catechine, Coffein, Vitamine, Zucker, Mineralien, Aminosäuren, Lipide.
Catechine stellen eine Gruppe von Verbindungen dar, die als hydrierte Flavone oder Anthocyanidine aufzufassen sind und Derivate des „Catechins" (Catechol, 3, 3', 4", 5,7- Flavanpentaol, 2-(3,4-Dihydroxyphenyl)-chroman-3,5,7-triol) darstellen. Auch Epicatechin ((2R,3R)-3,3',41,5,7-Flavanpentaol) ist ein vorteilhafter Zusatzstoff im Sinne der vorliegenden Erfindung.
Ganz besonders vorteilhaft sind die Teesorten Camellia sinenis, C. assamica, C. taliensis beziehungsweise C. irrawadiensis und Kreuzungen aus diesen mit beispielsweise Camellia japonica.
Bevorzugte Zusatzstoffe sind ferner Polyphenole beziehungsweise Catechine aus der Gruppe (-)-Catechin, (+)-Catechin, (-)-Catechingallat, (-)-Gallocatechingallat, (+)- Epicatechin, (-)-Epicatechin, (-)-Epicatechin Gallat, (-)-Epigallocatechin, (-)-Epigallo- catechingallat.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist ein erfindungsgemäßes CNT Wärmepflaster so ausgelegt, dass die wirkstoffhaltige Klebmatrix bei Bedarf manuell abgelöst und durch eine neue wirkstoffhaltige Klebmatrix ersetzt werden kann, z. B. weil sämtlicher Wirkstoff aus der Klebmatrix abgegeben wurde.
Auch bei erfindungsgemäßen CNT Wärmepflastern ohne Wirkstoff kann diese Art der Ausführung bei Mehrfachgebrauch aus hygienischen Gründen vorteilhaft sein.
Bei einer ebenfalls sehr vorteilhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen CNT Wärmepflasters kann bei Dauergebrauch die Energiequelle manuell ausgetausch werden. In diesem Fall kann das CNT Wärmepflaster mehrere Tage bis Wochen ohne mechanische Hautreizung durch Entfernung und Wiederanbringung am Körper des Anwenders verbleiben.
Im umgekehrten Ausführungsfall können mehrere CNT Wärmepflaster nacheinander mit der identischen Energiequelle betrieben werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren näher erläutert.
Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend Beschriebene und in den Zeichnungen Gezeigte beschränkt, und viele Modifikationen sind denkbar, ohne eine Abweichung vom Umfang der beigefügten Ansprüche darzustellen.
Figur 1 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Wärmepflaster aufweisend eine Trägermaterial (1), eine CNT-haltige Matrixschicht (2). Die Matrixschicht (2) weist an zwei gegenüberliegenden Seiten je eine Leiterbahn (6) auf, die die elektrischen Verbindungspunkte (6.1 ) zur Anbindung an eine Stromquelle aufweisen. Über diese kann das Pflaster mit Hilfe von Leitungen und ggfs Schalter (5) oder Steuereinrichtung mit einer Stromquelle (4) verbunden werden. Die Matrixschicht (2) ist durch eine Klebeschicht (3) abgedeckt.

Claims

Patentansprüche
1. Wärmepflaster aufweisend eine wärmeentwickelnde Schicht, wobei die Wärme entwickelnde Schicht einen Gehalt an Kohlenstoff Nanoröhren (Carbon NanoTubes - CNT) aufweist.
2. Wärmepflaster nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeentwickelnde Schicht aus in einer Matrix eingebetteten CNT besteht, wobei sich die CNT untereinander teilweise berühren und eine leitfähiges Netzwerk ausbilden.
3. Wärmepflaster nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeentwickelnde Schicht CNT in einer Konzentration von 1 bis 15 Gew.-% aufweist.
4. Wärmepflaster nach mindestens einem der vorhergegen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die CNT in einer Silikonmatrix, einer Lackmatrix, einer Klebmatrix, Papiermatrix eingebettet sind.
5. Wärmepflaster nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeentwickelnde Schicht aus reinen CNT besteht, wobei sich die CNT untereinander teilweise berühren und eine leitfähiges Netzwerk ausbilden, insbesondere Bucky Paper.
6. Wärmepflaster nach mindestens einem der vorhergegen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeentwickelnde Schicht flächig mit einem Trägermaterial verbunden ist.
7. Wärmepflaster nach mindestens einem der vorhergegen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Trägermaterialien ein starres oder elastisches
Flächengebilde aus synthetischen und natürlichen Rohstoffen verwendet wird.
8. Wärmepflaster nach mindestens einem der vorhergegen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Trägermaterial ein Polymerfolien, Gewebe, Gewirke, Gelege, Vlies, Laminat, Netz, Folie, Schäum und/oderPapier, sowie deren Kombinationen, eingesetzt wird.
9. Wärmepflaster nach mindestens einem der vorhergegen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial vorbehandelt und/oder nachbehandelt wird, vorzugsweise durch Corona-behandlung und Hydrophobieren, Kalandern, Tempern, Kaschieren, Stanzen und/oder Eindecken.
10. Wärmepflaster nach mindestens einem der vorhergegen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Stromversorgung die wärmeentwickelnde Schicht zumindest an zwei nicht direkt benachbarten Punkten mit elektrischen Kontaktstellen versehen ist, vorteilhaft durch zwei an gegenüberliegenden Seiten elektrische Leiterbahnen.
,
11. Wärmepflaster nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen aus Metallfolien, Metalldrähten, elektrisch leitfähigen Lack oder sonstigen elektrisch leitfähigen Materialien bestehen,
12. Wärmepflaster nach mindestens einem der vorhergegen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die CNT, die Leiterbahnen und die Energiequelle in eine Klebmatrix integriert sind, wobei die Klebmatrix einseitig mit einem nichtklebenden Trägermaterial abgedeckt ist.
13. Wärmepflaster nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial Polyethylen, Polypropylen und Polyurethan oder auch Naturfasern enthält, insbesondere ein metallocen-Polyethylen-Vliesstoff ist.
14. Wärmepflaster nach mindestens einem der vorhergegen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebmatrix pharmazeutisch oder dermatologisch wirksame Substanzen aufweist, vorzugsweise bis zu 40 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,1 bis 25 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt zu 0,5 bis 10 Gew.-%.
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